专利名称：去除光刻胶的方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及去除光刻胶的方法与装置。
背景技术：
光刻胶是一种有机材料，在半导体器件制备过程中起到非常重要的作用。半导体 器件的内部构造通常是一种多层结构，每一层结构面上都有特定的图案。采用感光胶通过 曝光、显影和刻蚀等方式在每一层结构面上形成所需要的图案。在进行后一层处理时，需要 将前一次使用后的光刻胶完全去除。如果不能将使用后的光刻胶去除干净，将会产生相应 的污染，使器件最终失效。在光刻胶形成相应的图案后，通常会进行高能量离子植入和等离子体刻蚀等工 序。这些高能离子的处理，会使光刻胶表面变硬，形成一个钝化层，从而影响最终光刻胶的 去除。在传统工艺中，广泛采用的是氧等离子体氧化去除含有钝化层的光刻胶。但是随着 微电子加工技术的发展，特别是进入45纳米以下线宽处理工艺时，氧等离子体去除光刻胶 的方法显现出一些缺点，已经越来越不能满足微电子器件加工的需要。例如氧等离子体在 去除光刻胶时，会与其下方的硅基体反应，造成硅损失。由于微电子器件的一些主要结构均 在基体硅表面形成，氧等离子体去胶所造成的硅损失，会破坏器件的结构，从而会使整个器 件失效。因此在45纳米以下线宽微电子器件加工中，完全湿法去除光刻胶的方法得到越来 越多的采用。目前采用湿法去除光刻胶主要有两种方法1、臭氧水溶液；2、硫酸与双氧水混和 溶液。由于臭氧在水中溶解度较低，且浓度不稳定，因此较少得到真正应用。硫酸和双氧 水的混和溶液早在50年代就已经被用在电子管的清洗中。硫酸与双氧水混和会产生激烈 的反应热，使得溶液的温度上升到90°C以上。见如化学式H2S04+H202 — H2S05+H20,伴随着 H2SO5的生成产生放热反应，H2SO5具有非常强的氧化力，可以很轻易的将苯、酚等有机物分 解为CO2除去，这种激烈的有机物去除能力使硫酸与双氧水的混和液可用来去除光刻胶。但 一般温度下的硫酸与双氧水的混和物无法除净前述光刻胶表面的钝化层。硫酸与双氧水的 混和液对光刻胶的去除速率一般随着溶液温度的上升而增加，因此高温的硫酸与双氧水混 和液可以完全去除被离子钝化的光刻胶层。硫酸与双氧水混和是一个放热反应过程，所放 出的热量会将混和液从室温加热到约100°C。要想使硫酸与双氧水的温度超过100°C，一种 办法是在混和液中加入水会使放热反应过程继续进行，通过混和的放热过程进行加热，使 混和药液自身温度上升，但是过多的水会使溶液的化学活性下降，从而影响对光刻胶的去 除效果。另外一种方法是对混和化学液进行外部加热，但由于化学液的循环管路为了耐腐 蚀，一般都采用聚四氟塑料制成，这样就限制了传统外部直接加热的方法。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，申请人提供了一种去除光刻胶的方法与装置，能 除净光刻胶及其表面的钝化层。
本发明针对上述为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案本发明公开了一种去除光刻胶的方法，其包括如下步骤a.分别加热硫酸、双氧水达到60 90°C，同时加热去离子水达到70 100°C b.将步骤a中所述的三种化学溶液混合，并等待其温度达到120 170°C ；c.将步骤b所得的混合溶液进行微波加热至200°C以上；d.将步骤c所得的高温溶液喷洒至需要去除光刻胶的基体的表面。本发明同时公开了一种去除光刻胶的装置，包括硫酸加热单元、去离子水加热单 元、双氧水加热单元，前述三个加热单元连接同一个混合罐，混合罐连接微波加热单元，微 波加热单元连接除胶装置，硫酸加热单元以及双氧水加热单元为由加热器、过滤器以及储 罐构成的循环加热系统。进一步地，微波加热单元包括微波加热管，微波加热管为双层结构，其内层管材质 为聚四氟塑料，外层管材质为不锈钢，外层管表面斜插微波导入管；去离子水加热单元包括 一个加热器，加热器的进液口位置低于出液口，热器为压力容器；除胶装置包括一个反应 腔，反应腔内安装载片台，载片台连接转轴。本发明的技术效果在于通过微波加热得到200°C以上的硫酸与双氧水的混合溶 液，能完全除净光刻胶及其表面的钝化层。
图1为去除光刻胶装置的整体结构示意图；图2为微波加热管的结构示意图；图3为除胶装置的结构示意图。
具体实施例方式本发明包括一种去除光刻胶的方法，主要思路是制成200°C以上的硫酸与双氧水 的混合溶液，该混合溶液能除净基体上的光刻胶以及钝化物。其具体步骤如下 一、首先选用硫酸溶液(浓度98%，)，双氧水溶液(浓度35%)，以及去离子水，硫 酸溶液与双氧水溶液的体积比为4 1，双氧水溶液与去离子水的体积比为1 1 1 5 之间。别单独加热硫酸溶液、双氧水溶液，使其温度达到60°C以上，考虑到化学溶液的强 腐蚀性，加热时采用的容器、循环管路等需要采用聚四氟塑料等耐腐蚀材质，通常这些材质 都不耐高温，本发明将硫酸、双氧水加热温度的上限定为90°C。与此同时，加热去离子水温 度达到70°C以上，为了方便以后的步骤，可采用压力容器对去离子水进行加压加热，使其温 度超过100°C。上述步骤中的加热方法，由于对温度要求不高，可以采用化学领域中公知的 普通加热方法。二、将上述步骤1中得到的硫酸溶液、双氧水溶液、去离子水混合，根据化学式 H2so4+H2O2 — H2S05+H20，硫酸溶液、双氧水溶液产生放热反应，去离子水能使放热效果持续 进行，直至混合液温度达到120°c以上。加热时间一般为5 10秒。三、将步骤二中得到的混合溶液进行微波加热，选用的加热功率为2kw，使混合溶 液的温度达到200°C以上。微波加热是一种依靠物体吸收微波能将其转换成热能，使自身整体同时升温的加热方式。本发明微波加热硫酸与双氧水混和液，通过使溶液内部偶极分子 高频往复运动产生内摩擦力而使溶液温度升高，不须任何热传导过程就能使溶液内外部同 时加热、同时升温，加热速度快且均勻。见表1、表2，表中给出了关于加热温度的具体实施例表 权利要求
去除光刻胶的方法，其特征在于包括如下步骤a.分别加热硫酸、双氧水达到60～90℃，同时加热去离子水达到70～100℃；b.将步骤a中所述的三种化学溶液混合，并等待其温度达到120～170℃；c.将步骤b所得的混合溶液进行微波加热至200℃以上；d.将步骤c所得的高温溶液喷洒至需要去除光刻胶的基体的表面。
2.一种用于权利要求1所述方法的去除光刻胶的装置，其特征在于分别设置硫酸加热 单元、去离子水加热单元、双氧水加热单元，前述三个加热单元连接同一个混合罐，所述混 合罐连接微波加热单元，所述微波加热单元连接除胶装置，所述硫酸加热单元以及双氧水 加热单元为由加热器、过滤器以及储罐构成的循环加热系统。
3.根据权利要求2所述的去除光刻胶的装置，其特征在于所述微波加热单元包括微波 加热管，所述微波加热管为双层结构，其内层管材质为聚四氟塑料，外层管材质为不锈钢， 所述外层管表面斜插微波导入管。
4.根据权利要求2所述的去除光刻胶的装置，其特征在于所述去离子水加热单元包括 一个加热器，所述加热器的进液口位置低于出液口，所述加热器为压力容器。
5.根据权利要求2所述的去除光刻胶的装置，其特征在于所述除胶装置包括一个反应 腔，所述反应腔内安装载片台，所述载片台连接转轴。
全文摘要
本发明公开了去除光刻胶的方法及装置，其优点是能除净光刻胶及其表面的钝化层，属于半导体制造领域，其方法包括如下步骤a.分别加热硫酸、双氧水达到60～90℃，同时加热去离子水达到70～100℃；b.将步骤a中所述的三种化学溶液混合，并等待其温度达到120～170℃；c.将步骤b所得的混合溶液进行微波加热至200℃以上；d.将步骤c所得的高温溶液喷洒至需要去除光刻胶的基体的表面。前述装置包括硫酸加热单元、去离子水加热单元、双氧水加热单元，三个加热单元连接同一个混合罐，混合罐连接微波加热单元，微波加热单元连接除胶装置，硫酸加热单元以及双氧水加热单元为由加热器、过滤器以及储罐构成的循环加热系统。
文档编号G03F7/42GK101943868SQ201010242760
公开日2011年1月12日 申请日期2010年8月3日 优先权日2010年8月3日
发明者陈波 申请人:无锡科硅电子技术有限公司;陈波